基于多尺度空間體元的地學三維可視化研究.pdf

1、真三維是當前三維可視化技術研究的重點和難點，特別是多源、異構、多尺度的地學數(shù)據(jù)特征對具有真三維數(shù)據(jù)結構的三維可視化模型提出了更高要求，模型不僅要滿足復雜地質空間的三維展示要求，還應支持地質空間分析。地學三維可視化由兩部分內容組成，即地質實體可視化與地質場可視化。地質實體可視化是指包含地層、巖體、地質構造的空間形態(tài)的可視化；地質場可視化是指密度、孔隙度、電阻率、視磁化強度等地質屬性空間分布特征的三維可視化。長期以來，人們忽略了地質場的三維

2、可視化研究，已有的各種三維模型不適合地質場的三維表達，不能滿足地質勘探的業(yè)務需求。為此，本論文對地質實體可視化與地質場可視化的理論與技術進行了詳細的研究。有效的與地質、地球物理專業(yè)相結合。 1.提出了基于多尺度空間體元(Multi-Scale Spatial Voxel Volume)的真三維可視化實體模型地學三維可視化的核心內容是數(shù)據(jù)模型，針對面模型、實體模型、面體混合模型等經(jīng)典三維可視化建模方法在地學應用中的不足，在綜合研究

3、地質實體建模與地質場建模的礎上，本文提出了基于多尺度空間體元(Multi—Scale Spatial Voxel Volume，下文簡稱M-S SVV)的真三維可視化實體模型，完善了M-S SVV的理論模型及數(shù)學定義，探討了基于M-S SVV模型的地學空間分析，研究了數(shù)據(jù)體切片、地層分析、虛擬鉆孔、地學度量等空間分析技術，為復雜地質體、地質場三維模型的建立、展示及空間分析建立了基礎，有效的解決了地學數(shù)據(jù)的多源異構、多尺度問題。

4、2.討論了地質體與地質場的建模方法基于M-S SVV模型，初步建立了地層、巖體等復雜地質體的三維可視化建模方法；初步建立了視密度、視磁化強度等地質場的三維可視化建模方法。詳細論述了地層三維建模、地質場信息提取、體元構建、地質實體模擬算法等關鍵技術，實現(xiàn)了相關算法，開發(fā)了相關程序，通過理論模型和實測數(shù)據(jù)的建模實驗，驗證了M-S SVV模型對復雜地質體、地質場的表征能力及適應性。 3.探討了基于多尺度長方體元的M-S SVV的三維可

5、視化技術研究基于OpenGL的三維可視化技術，制定了三維可視化方案，設計了可視化模式。通過對各種模型的分析研究，為了解決地學數(shù)據(jù)的多尺度空間表達問題，提出了以多尺度長方體方式實現(xiàn)M-S SVV三維可視化的方法，并建立了空間規(guī)則網(wǎng)格-多尺度長方體的混合模型，以增強三維效果。 4.開發(fā)了三維建模與可視化軟件設計開發(fā)了基于M—S SVV模型的三維建模與可視化軟件，基本實現(xiàn)了復雜地質體、地質場的三維建模與可視化，并對三維環(huán)境中的交互空間剖切技術